2007年 第23卷 第3期
2007, (3): 209-218.
摘要:
应用相关分析与合成分析方法分析了影响东海热带气旋登陆后路径趋势的若干因素,结果表明:登陆后路径趋势随时间和登陆地点的变化分布说明热带气旋登陆后路径仍受基本气流的引导和制约;热带气旋登陆时的惯性和地转力的变化对东海热带气旋登陆后的路径趋势有一定影响;环境场及其变化对东海热带气旋登陆后路径有较大影响,尤其对流层中层流场对登陆后的热带气旋的移动仍有明显的引导作用;中国东部至黄海区域是环境场影响东海热带气旋登陆路径趋势的关键区,当区域内的西北太平洋副热带高压加强西伸,西风槽北撤时,东海热带气旋登陆后在副高南侧东风气流引导下向内陆西行至消亡,当区域内副高减弱东退,西风槽南压时,东海热带气旋登陆后受副高西侧偏南气流与西风槽前西南气流引导转向后入海;东海热带气旋登陆前的环境场对登陆后路径趋势影响相对较小,登陆后12～24小时是登陆后路径趋势受环境场影响的敏感时段,环境场的变化对登陆后路径趋势的影响要比当前环境场的影响超前6小时。
应用相关分析与合成分析方法分析了影响东海热带气旋登陆后路径趋势的若干因素,结果表明:登陆后路径趋势随时间和登陆地点的变化分布说明热带气旋登陆后路径仍受基本气流的引导和制约;热带气旋登陆时的惯性和地转力的变化对东海热带气旋登陆后的路径趋势有一定影响;环境场及其变化对东海热带气旋登陆后路径有较大影响,尤其对流层中层流场对登陆后的热带气旋的移动仍有明显的引导作用;中国东部至黄海区域是环境场影响东海热带气旋登陆路径趋势的关键区,当区域内的西北太平洋副热带高压加强西伸,西风槽北撤时,东海热带气旋登陆后在副高南侧东风气流引导下向内陆西行至消亡,当区域内副高减弱东退,西风槽南压时,东海热带气旋登陆后受副高西侧偏南气流与西风槽前西南气流引导转向后入海;东海热带气旋登陆前的环境场对登陆后路径趋势影响相对较小,登陆后12～24小时是登陆后路径趋势受环境场影响的敏感时段,环境场的变化对登陆后路径趋势的影响要比当前环境场的影响超前6小时。
2007, (3): 219-228.
摘要:
分析了NCEP资料和SAMIL-R42L9中热带大气季节内(30～60天)振荡(ISO)的季节变化特征及其与平均气候场季节变化的关系。NCEP资料的分析表明:热带地区大气ISO在空间分布上存在明显的季节变化,大气ISO的季节变化与平均背景场的季节变化有明显的一致性。在空间分布上,热带大气ISO的活动对暖的SST、强的对流活动、西风、强的降水和低层水汽辐合有很强的依赖性。大气环流模式SAMIL-R42L9基本能够再现热带大气ISO空间分布上的季节转换特征,尤其在动力场(纬向风)上表现得最为明显。但对基本气候态季节变化的模拟,对不同的物理量有明显的差异。模式结果表明:热带大气ISO动力因子的季节性比热力因子的季节性对平均背景场的依赖性更大,模式不能很好地反映NCEP资料表现出来的ISO对平均背景场的强依赖性,同时也说明热带大气ISO的季节性可能并不完全依赖于平均背景场的季节变化。
分析了NCEP资料和SAMIL-R42L9中热带大气季节内(30～60天)振荡(ISO)的季节变化特征及其与平均气候场季节变化的关系。NCEP资料的分析表明:热带地区大气ISO在空间分布上存在明显的季节变化,大气ISO的季节变化与平均背景场的季节变化有明显的一致性。在空间分布上,热带大气ISO的活动对暖的SST、强的对流活动、西风、强的降水和低层水汽辐合有很强的依赖性。大气环流模式SAMIL-R42L9基本能够再现热带大气ISO空间分布上的季节转换特征,尤其在动力场(纬向风)上表现得最为明显。但对基本气候态季节变化的模拟,对不同的物理量有明显的差异。模式结果表明:热带大气ISO动力因子的季节性比热力因子的季节性对平均背景场的依赖性更大,模式不能很好地反映NCEP资料表现出来的ISO对平均背景场的强依赖性,同时也说明热带大气ISO的季节性可能并不完全依赖于平均背景场的季节变化。
2007, (3): 229-236.
摘要:
在机动车数据的基础上,利用SMOKE模式估算了华南地区在路机动车污染物排放量,得到了用于空气质量数值模拟的网格化机动车排放源数据。估算结果显示机动车排放源主要分布在珠江三角洲和华南沿海地区,其中珠江三角洲排放量最大,且在深圳香港、广州、珠海澳门三个中心城市区分别出现了三个机动车排放中心,这三个中心与区域经济发达程度有较好的对应。分析还表明,快速增长的摩托车和小汽车数量对机动车排放总量的影响很大,是造成华南城市空气质量恶化的重要因素。
在机动车数据的基础上,利用SMOKE模式估算了华南地区在路机动车污染物排放量,得到了用于空气质量数值模拟的网格化机动车排放源数据。估算结果显示机动车排放源主要分布在珠江三角洲和华南沿海地区,其中珠江三角洲排放量最大,且在深圳香港、广州、珠海澳门三个中心城市区分别出现了三个机动车排放中心,这三个中心与区域经济发达程度有较好的对应。分析还表明,快速增长的摩托车和小汽车数量对机动车排放总量的影响很大,是造成华南城市空气质量恶化的重要因素。
2007, (3): 237-245.
摘要:
西北太平洋台风切向风廓线存在明显的差异,目前MM5中尺度数值模式NCAR-AFWA的模型台风(bogus)方案中仅使用了最大风速和最大风速半径两个参数,有时不能准确地描述台风的外围结构。通过引入十级风圈平均半径和七级风圈平均半径对NCAR-AFWA的bogus切向风廓线进行改进,然后对0425号台风"洛坦"的路径和强度进行模拟,结果发现:在台风bogus切向风廓线中同时引入十级风圈平均半径和七级风圈平均半径对台风路径和强度模拟均有改进,同时对台风大风范围的模拟也有改进。
西北太平洋台风切向风廓线存在明显的差异,目前MM5中尺度数值模式NCAR-AFWA的模型台风(bogus)方案中仅使用了最大风速和最大风速半径两个参数,有时不能准确地描述台风的外围结构。通过引入十级风圈平均半径和七级风圈平均半径对NCAR-AFWA的bogus切向风廓线进行改进,然后对0425号台风"洛坦"的路径和强度进行模拟,结果发现:在台风bogus切向风廓线中同时引入十级风圈平均半径和七级风圈平均半径对台风路径和强度模拟均有改进,同时对台风大风范围的模拟也有改进。
2007, (3): 246-254.
摘要:
根据暴雨发生和持续依赖于对流层低层水汽辐合的事实,重点针对持续性暴雨维持机制这一重要问题,从天气学和动力学方面分析了1989年7月9～10日四川盆地东部持续性暴雨维持机制。分析结果发现,大气运动非平衡强迫、凝结降水的非均匀分布与强烈垂直风切变的耦合作用、"湿度锋"与低空急流的耦合相互作用通过促进低空辐合流的维持,导致了对流云团和暴雨天气的持续。
根据暴雨发生和持续依赖于对流层低层水汽辐合的事实,重点针对持续性暴雨维持机制这一重要问题,从天气学和动力学方面分析了1989年7月9～10日四川盆地东部持续性暴雨维持机制。分析结果发现,大气运动非平衡强迫、凝结降水的非均匀分布与强烈垂直风切变的耦合作用、"湿度锋"与低空急流的耦合相互作用通过促进低空辐合流的维持,导致了对流云团和暴雨天气的持续。
2007, (3): 255-260.
摘要:
使用支持向量机和人工神经网络两种方法,分别建立了天空云量的预报模型。利用2001年5月1日～2004年12月31日的武汉市地面、高空观测值及欧洲中心的24小时预报场等资料,通过按不同比例随机抽取样本进行交叉验证的方法,分析了SVM和ANN模型的预报能力和鲁棒性;然后再用全部样本资料建立预报模型,来预报2005年1月1日～5月31日武汉市天空云量。交叉验证和实例预报的结果显示:虽然SVM和ANN模型都表现了较好的预报能力,但SVM的预报能力高于ANN方法,且在计算速度上有ANN无法比拟的优势。
使用支持向量机和人工神经网络两种方法,分别建立了天空云量的预报模型。利用2001年5月1日～2004年12月31日的武汉市地面、高空观测值及欧洲中心的24小时预报场等资料,通过按不同比例随机抽取样本进行交叉验证的方法,分析了SVM和ANN模型的预报能力和鲁棒性;然后再用全部样本资料建立预报模型,来预报2005年1月1日～5月31日武汉市天空云量。交叉验证和实例预报的结果显示:虽然SVM和ANN模型都表现了较好的预报能力,但SVM的预报能力高于ANN方法,且在计算速度上有ANN无法比拟的优势。
2007, (3): 261-264.
摘要:
利用MODIS资料,采用推广分裂窗方法,对广州市热环境进行研究。通过实测数据与反演数据进行比较分析,表明该方法的数据精度基本满足研究要求。研究结果表明,广州市的高温区主要发生在荔湾、越秀、海珠、黄埔、天河等城区,这些区域建筑密集、人口集中、下垫面升温快;低温区域多发生在植被覆盖度高、水系分布密集、人为活动较为稀少的郊区。保护现有的水体面积和增加城市绿地面积是改善区域热环境的行之有效的办法。
利用MODIS资料,采用推广分裂窗方法,对广州市热环境进行研究。通过实测数据与反演数据进行比较分析,表明该方法的数据精度基本满足研究要求。研究结果表明,广州市的高温区主要发生在荔湾、越秀、海珠、黄埔、天河等城区,这些区域建筑密集、人口集中、下垫面升温快;低温区域多发生在植被覆盖度高、水系分布密集、人为活动较为稀少的郊区。保护现有的水体面积和增加城市绿地面积是改善区域热环境的行之有效的办法。
2007, (3): 265-270.
摘要:
基于1995～1997年夏季(5～8月)T106数值预报场资料,研究讨论了夏季西太平洋副热带高压面积指数的预报误差修正与预报优化问题。首先通过小波分解对预报目标进行频域分解和高频滤波,随后引入了人工神经网络BP模型与自组织特征映射网络(SOFM)相结合的方法,对副高指数的数值预报结果进行了预报优化与误差修正的训练建模。试验结果表明,所建模型能够较为客观、有效地修正副高指数的数值预报误差,优化和改进副高预报效果。
基于1995～1997年夏季(5～8月)T106数值预报场资料,研究讨论了夏季西太平洋副热带高压面积指数的预报误差修正与预报优化问题。首先通过小波分解对预报目标进行频域分解和高频滤波,随后引入了人工神经网络BP模型与自组织特征映射网络(SOFM)相结合的方法,对副高指数的数值预报结果进行了预报优化与误差修正的训练建模。试验结果表明,所建模型能够较为客观、有效地修正副高指数的数值预报误差,优化和改进副高预报效果。
2007, (3): 271-276.
摘要:
使用实测月平均海表温度(SST)资料序列研究华南近海区域的变化特征,得出:华南近海的月和年平均SST皆以上升趋势为主,年平均SST最近44年的线性增长率为0.12～0.19℃/10年,冬半年的上升幅度普遍高于夏半年。其变率冬半年远大于夏半年,最大为2、3月份,显著的冷暖事件也多发生于冬半年;冬半年东部变率较小,而夏半年则以东部较大。运用小波多分辨分析方法进行周期特征分析,华南近海各站SST的各尺度的分量序列十分相近,其中低频分量显示华南近海SST始于1970年代中期的上升趋势延续至今,其变化以年内变化为主。华南近海SSTA与Niño4指数同期相关很好,与Niño3,4区超前4个月时相关最显著。Niño各海区SSTA与华南近海SSTA的小波多分辨分析所得平滑成分、2.3～4.6年成分间的相关最为显著,其他年以上尺度的相关也高于SSTA序列间的相关,可见华南近海SST年际以上时间尺度的变化与ENSO变化有密切关系。
使用实测月平均海表温度(SST)资料序列研究华南近海区域的变化特征,得出:华南近海的月和年平均SST皆以上升趋势为主,年平均SST最近44年的线性增长率为0.12～0.19℃/10年,冬半年的上升幅度普遍高于夏半年。其变率冬半年远大于夏半年,最大为2、3月份,显著的冷暖事件也多发生于冬半年;冬半年东部变率较小,而夏半年则以东部较大。运用小波多分辨分析方法进行周期特征分析,华南近海各站SST的各尺度的分量序列十分相近,其中低频分量显示华南近海SST始于1970年代中期的上升趋势延续至今,其变化以年内变化为主。华南近海SSTA与Niño4指数同期相关很好,与Niño3,4区超前4个月时相关最显著。Niño各海区SSTA与华南近海SSTA的小波多分辨分析所得平滑成分、2.3～4.6年成分间的相关最为显著,其他年以上尺度的相关也高于SSTA序列间的相关,可见华南近海SST年际以上时间尺度的变化与ENSO变化有密切关系。
2007, (3): 277-283.
摘要:
采用相关和合成分析方法,研究了热带太平洋地区大尺度高低层纬向风异常与西北太平洋热带气旋生成年频数的关系及其影响的可能机理。结果表明:赤道东太平洋地区ΔU200-ΔU850>0,西太平洋热带地区ΔU200-ΔU850<0,热带太平洋地区沃克环流偏强,西北太平洋热带气旋生成年频数偏多。高低层纬向风异常年,对流层上、下部环流和对流层中垂直运动有显著的特征。在短期气候预测的时间尺度上,前期高低层纬向风异常可以作为预测热带气旋生成年频数的前兆信号。
采用相关和合成分析方法,研究了热带太平洋地区大尺度高低层纬向风异常与西北太平洋热带气旋生成年频数的关系及其影响的可能机理。结果表明:赤道东太平洋地区ΔU200-ΔU850>0,西太平洋热带地区ΔU200-ΔU850<0,热带太平洋地区沃克环流偏强,西北太平洋热带气旋生成年频数偏多。高低层纬向风异常年,对流层上、下部环流和对流层中垂直运动有显著的特征。在短期气候预测的时间尺度上,前期高低层纬向风异常可以作为预测热带气旋生成年频数的前兆信号。
2007, (3): 284-292.
摘要:
利用地面常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析2001年1月的滇黔准静止锋在演变过程中的温湿结构和大气环流特征。结果表明:滇黔准静止锋表现为湿度锋,其大气环流特征与高原关系密切。青藏高原的抬升作用与Hadley环流偏南导致Ferrel环流的生成、加强对云贵高原的天气有重大的影响。对于Ⅰ、Ⅱ型静止锋,Hadley环流圈南北跨距小,环流圈下沉支偏南,易与高原南部的上升支一起形成反环流,该反环流可产生较强的雨雪、凝冻的灾害性天气;Ⅲ、Ⅳ型静止锋,Hadley环流圈北推,环流圈南北跨距大,此时在青藏高原的南部无反环流存在,云贵地区上升运动较弱,产生的降水与天气也较弱。由于受副高增强的间接影响,Hadley环流在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型静止锋存在明显的双层结构。
利用地面常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析2001年1月的滇黔准静止锋在演变过程中的温湿结构和大气环流特征。结果表明:滇黔准静止锋表现为湿度锋,其大气环流特征与高原关系密切。青藏高原的抬升作用与Hadley环流偏南导致Ferrel环流的生成、加强对云贵高原的天气有重大的影响。对于Ⅰ、Ⅱ型静止锋,Hadley环流圈南北跨距小,环流圈下沉支偏南,易与高原南部的上升支一起形成反环流,该反环流可产生较强的雨雪、凝冻的灾害性天气;Ⅲ、Ⅳ型静止锋,Hadley环流圈北推,环流圈南北跨距大,此时在青藏高原的南部无反环流存在,云贵地区上升运动较弱,产生的降水与天气也较弱。由于受副高增强的间接影响,Hadley环流在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型静止锋存在明显的双层结构。
2007, (3): 293-299.
摘要:
以低纬度高原城市昆明市为对象,利用城市庭院内1月(冬季)和7月(夏季)不同高度气温实测资料和不同下垫面(球场、草地和屋顶)气温的实测资料,分析了城市庭院气温垂直分布特征及不同下垫面对其的影响。得出:城市庭院气温垂直分布在不同时间(季节、昼夜)具有不同特征;在后半夜和下午,庭院气温垂直变化程度大于时间变化;而上午和前半夜时间变化程度大于垂直变化;在冬季屋顶面对屋顶高度附近的庭院气温具有较强的加热作用,使得庭院气温在屋顶高度附近形成逆温,导致垂直分布曲线发生改变;混凝土结构的下垫面,对庭院近地层大气具有加热作用,而草地则具有冷却作用,其效应在冬季明显。
以低纬度高原城市昆明市为对象,利用城市庭院内1月(冬季)和7月(夏季)不同高度气温实测资料和不同下垫面(球场、草地和屋顶)气温的实测资料,分析了城市庭院气温垂直分布特征及不同下垫面对其的影响。得出:城市庭院气温垂直分布在不同时间(季节、昼夜)具有不同特征;在后半夜和下午,庭院气温垂直变化程度大于时间变化;而上午和前半夜时间变化程度大于垂直变化;在冬季屋顶面对屋顶高度附近的庭院气温具有较强的加热作用,使得庭院气温在屋顶高度附近形成逆温,导致垂直分布曲线发生改变;混凝土结构的下垫面,对庭院近地层大气具有加热作用,而草地则具有冷却作用,其效应在冬季明显。
2007, (3): 300-306.
摘要:
2005年春季云南出现了自1979年以来大范围持续性的干旱天气,给工农业生产和人民生活造成了巨大损失。首先对这次持续性异常干旱的成因进行诊断分析,然后通过相关分析和合成分析方法进一步探讨了云南春旱发生的前期信号特征。结果表明:(1)这次云南春旱发生时大气异常状态特征主要表现为干燥的对流层大气和强烈的下沉运动。(2)850hPa北印度洋地区持续的东风异常和持续偏强偏西的西太平洋副热带高压是导致这次云南重大春旱发生的重要原因。(3)前期冬季1～2月东亚中纬度地区对流层低层或中高层较强冷空气的向南输送,以及1～3月赤道附近弱对流活动有利于云南春季降水偏少,对后期云南春旱的发生有重要的指示意义。
2005年春季云南出现了自1979年以来大范围持续性的干旱天气,给工农业生产和人民生活造成了巨大损失。首先对这次持续性异常干旱的成因进行诊断分析,然后通过相关分析和合成分析方法进一步探讨了云南春旱发生的前期信号特征。结果表明:(1)这次云南春旱发生时大气异常状态特征主要表现为干燥的对流层大气和强烈的下沉运动。(2)850hPa北印度洋地区持续的东风异常和持续偏强偏西的西太平洋副热带高压是导致这次云南重大春旱发生的重要原因。(3)前期冬季1～2月东亚中纬度地区对流层低层或中高层较强冷空气的向南输送,以及1～3月赤道附近弱对流活动有利于云南春季降水偏少,对后期云南春旱的发生有重要的指示意义。
2007, (3): 307-312.
摘要:
分析了0509号台风的移动路径、强降水分布及物理量场分布,重点分析台风在安徽突然转向东北和强降水不在中心附近而是偏于中心东北侧的原因。结果表明:副高突然南落及200hPa辐散偏向台风中心右侧是台风在安徽转向进入江苏的原因;台风进入西风带以后没有明显的冷空气侵入;台风进入山东前,半岛大暴雨是由台风右侧东南急流和切变线引起,而台风进入山东境内时,鲁北、鲁中强降水由台风倒槽引起。
分析了0509号台风的移动路径、强降水分布及物理量场分布,重点分析台风在安徽突然转向东北和强降水不在中心附近而是偏于中心东北侧的原因。结果表明:副高突然南落及200hPa辐散偏向台风中心右侧是台风在安徽转向进入江苏的原因;台风进入西风带以后没有明显的冷空气侵入;台风进入山东前,半岛大暴雨是由台风右侧东南急流和切变线引起,而台风进入山东境内时,鲁北、鲁中强降水由台风倒槽引起。
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